Для ознакомления с главной и неотъемлемой частью любого транспортного средства рассмотрим устройство двигателя автомобиля . Для полноценного восприятия его важ-нос-ти, двигатель всегда сравнивают с сердцем человека. Пока сердце работает - человек живет. Аналогично и двигатель, как только он останавливается, или не запускается - автомобиль со всеми его системами и механизмами превращается в груду бесполезного железа.
Двигатель - самая важная часть любого автомобиля, без двигателя не будет машины. Современный автомобильный двигатель - сама по себе система. Достаточно сложный в целом, он также может быть разбит на набор подсистем. Прежде чем начинать обсуждать подсистемы двигателя, должно быть сделано понимание двигателя в целом. Бензин сжигается в двигателе. В процессе, известном как горение, атомы молекулы бензина объединяются с атомами молекулы воздуха, и в результате возникают новые соединения и дополнительная энергия.
Для продвижения автомобиля используется дополнительная энергия. Это важное соображение, поскольку многие из задействованных факторов основаны на химической реакции бензинового воздуха. В это время важно указать разницу между двигателем и двигателем. В качестве яркого примера разницы давайте рассмотрим пар. Паровоз будет паровым двигателем. Локомотив сжигает уголь или древесину и тем самым превращает химическую энергию топлива в тепло. Тепло превращает воду в пар, давление пара превращает ведущие колеса.
За время модернизации и совершенствования автомобилей, двигатели очень сильно изменились по своей конструкции в сторону компактности, экономичности, бесшумности, долговечности и т.д. Но принцип работы остался неизменным - на каждом автомобиле имеется двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Исключение составляют только элект-ро-дви-га-те-ли как альтернативный способ получения энергии.
Однако паровая турбина будет паровым двигателем. Давление пара создается во внешнем процессе. В турбину поступает пар высокого давления, создающий механическую энергию. Это приводит нас к двигателю внутреннего сгорания. В случае паровоза сгорание происходит в горелке, а тепло от горелки подается на котел. Пар выходит из котла и входит в механизмы для поворота колес, будь то турбина или поршневой узел. Это можно назвать двигателем внутреннего сгорания, поскольку реакция горючего и воздуха происходит в горелке, и переход в механическую энергию происходит в приводном механизме.
Ниже представлено устройство двигателя автомобиля в разрезе.
Название «двигатель внутреннего сгорания» произошло именно от принципа по-лу-че-ния энергии. Топливно-воздушная смесь, сгорая внутри цилиндра двигателя, выделяет ог-ром-ное количество энергии и заставляет через многочисленную цепочку узлов и механизмов в конечном итоге двигаться автомобиль. Именно пары топлива в смешивании с воздухом при воспламенении дают такой эффект в ограниченном пространстве.
В двигателе внутреннего сгорания давление от самого сгорания управляет механическими частями, которые создают движение. Среди двигателей внутреннего сгорания существует несколько разновидностей. Использовались различные виды топлива. Большинство современных автомобилей сжигают либо дизельное топливо, либо бензин. Существуют также различные способы создания движения от процесса горения. Газовые турбины и роторные двигатели использовались в автомобилях наряду с распространенным поршневым двигателем.
Механизм с возвратно-поступательным движением в настоящее время существует в двух формах; 2-тактный и 4-тактный. Эти названия относятся к длине цикла горения в камере сгорания. Этот двухтактный цикл повторяется во время работы двигателя. В 4-тактном двигателе поршень перемещается вниз для хода всасывания, затем вверх для хода сжатия. Затем поршень снова опускается вниз, за счет мощности горения, во время силового хода. Наконец, поршень движется вверх по ходу выпуска. В этот момент цикл 4 хода повторяется во время работы двигателя.
Для наглядности на рисунке показано устройство одноцилиндрового двигателя ав-то-мо-би-ля.
В одноцилиндровом двигателе рабочий цилиндр изнутри представляет собой замк-ну-тое пространство. Поршень, соединенный через шатун с коленчатым валом, является единственным подвижным элементом в цилиндре одноцилиндрового двигателя. Когда пары топлива и воздуха воспламеняются, вся высвобождаемая энергия давит на стенки цилиндра и поршень, заставляя его перемещаться вниз. Конструкция коленчатого вала в од-но-ци-линд-ро-вом двигателе выполнена таким образом, что движением поршня через шатун создается крутящий момент, заставляя проворачиваться сам вал и получать вращательную энергию. Таким образом, высвобождаемая энергия от горения рабочей смеси преобразуется в ме-ха-ни-чес-кую энергию.
Цель этого «двигателя внутреннего сгорания» состояла в том, чтобы нести воду на определенную высоту от реки Сены до центрального водоема Дворца Версаля, в Версале, Франция. Два термина, которые определяют его изобретение, - это «внешнее сгорание» и «атмосферное»; внешнее сгорание означает, что преобразование топлива-энергии происходило вне рабочей камеры и атмосферное означает, что поршень в этом двигателе подвергался атмосферному давлению. Чтобы представить их в контексте, представьте себе массивный цилиндр с вертикальным поршнем и тремя главными портами; 2 из этих портов горизонтально проходят через стенку камеры, разделенные некоторым вертикальным расстоянием, причем третий порт находится на дне камеры.
Для приготовления топливно-воздушной смеси используются два способа: внутреннее или внешнее смесеобразование. Оба способа еще отличаются по составу рабочей смеси и методов ее воспламенения.
Чтобы иметь четкое понятие об устройстве двигателя автомобиля, стоит знать, что в двигателях применяют два вида топлива: бензин и дизельное топливо. Оба вида энер-го-но-си-те-лей получаются на основе переработки нефти. Бензин очень хорошо испаряется на воздухе. Поэтому для двигателей, работающих на бензине, для получения топливно-воздушной смеси применяется такое устройство как карбюратор. Более подробно устройство карбюратора будет рассмотрено в разделе, посвященном системе питания двигателя . В карбюраторе поток воздуха смешивается с капельками бензина и подается в цилиндр. Там полученная топливно-воздушная смесь воспламеняется при подаче искры через свечу за-жи-га-ния для двигателя .
Сам поршень прикреплен к верхней части открытой камеры шкивом к некоторому произвольно установленному устройству, при этом задняя поверхность поршня подвергается воздействию атмосферного воздуха. В этой системе из основной камеры кипятили кусок воды, и пар переносился в основную камеру через нижний горизонтальный порт, что создавало бы давление в цилиндре и приводило бы в действие поршень вертикально вверх, пока не достигнут более высокий горизонтальный порт. Давление пара затем выгрузилось бы в открытую атмосферу, атмосферное давление на поршневой спине заставит его опуститься, избыточная вода от охлаждения и конденсации выйдет из нижнего вертикального порта, а устройство, прикрепленное шкивом, будет иметь некоторый рабочий рабочий ход.
Дизельное топливо (ДТ) обладает малой испаряемостью при обычной температуре, но при смешивании с воздухом под огромным давлением, полученная смесь са-мо-вос-пла-ме-ня-ет-ся. На этом и основан принцип работы дизельных двигателей (см. устройство ди-зель-но-го двигателя). ДТ впрыскивается в цилиндр отдельно от воздуха через форсунку. Узкие сопла форсунки в сочетании с большим давлением при впрыскивании в цилиндр превращают дизельное топливо в мелкие капли, которые смешиваются с воздухом. Для визуального представления - это аналогично тому, когда вы давите на крышку баллончика с духами или одеколоном: выдавливаемая жидкость моментально смешивается с воздухом, образуя мел-ко-дис-пер-си-он-ную смесь, которая тут же распыляется, оставляя приятный аромат. Тот же самый эффект распыления происходит и в цилиндре. Поршень, двигаясь вверх, сжимает воздушное пространство, увеличивая давление, и смесь самовозгорается, заставляя поршень двигаться в обратном направлении.
В ближайшие 90 лет произойдет несколько небольших, но важных событий. Партнер Хейгена Деннис Папин фактически заставляет работать атмосферный двигатель. Англичанин Томас Савори патентует использование атмосферных двигателей для удаления воды из угольных шахт. В конце концов, эта система клапанов автоматизирована.
Эксплуатация четырехтактного двигателя
Самоходные транспортные средства, подобные этим, практически не существовали бы в следующем столетии. Поскольку четырехтактный двигатель чаще всего используется в современных автомобилях, большая часть информации здесь будет получена и применима к нему. Двухтактные двигатели работают по разным принципам.
В обоих случаях качество приготовленной рабочей смеси сильно влияет на пол-но-цен-ную работу двигателя. Если идет недостаток в топливе или воздухе - рабочая смесь не полностью сгорает, а вырабатываемая мощность двигателя существенно уменьшается.
Как же и за счет чего подается рабочая смесь в цилиндр?
На рисунке видно, что от цилиндра вверх выходят два стержня с большими шляпками. Это впускной и выпускной клапаны, которые закрываются и открываются в определенные моменты времени, обеспечивая рабочие процессы в цилиндре. Они могут быть оба закрыты, но никогда оба не могут быть открыты. Об этом будет сказано чуть позже.
Несколько месяцев назад мы посвятили пост нечетной ошибке двигателей. Это больше связано с искусством, чем с инженерными. В чем же тогда? Хорошо, мы продолжим говорить о двигателях, в этом случае мы оставим роторные двигатели и сосредоточимся на альтернативах. В чем разница? Как мы объясняли в предыдущем сообщении в случае вращающихся двигателей, изменения объема вызваны вращением ротора внутри статора. Хотя в случае альтернативы идея намного проще.
В этом случае камера неподвижна и ее объем изменяется с помощью поршня, который перемещается внутри, который функционирует как плунжер шприца. Другими словами, это очень простой механизм, но функциональный, экономический и безопасный. Что сделало его наиболее используемыми двигателями, как в автомобильном, так и в промышленном секторах.
На бензиновом двигателе в цилиндре присутствует та самая свеча, которая вос-пла-ме-ня-ет топливно-воздушную смесь. Это происходит за счет возникновения искры под воз-дейст-ви-ем электрического разряда. Принцип действия и работы будет рассмотрен при изучении системы зажигания двигателя .
И колеса моей машины повернутся? Ну, преобразование движения поршня в поворот колес достигается с помощью механизма шатунного шатуна. Передав его, наконец, к коленчатому валу. Это схема большинства альтернативных двигателей внутреннего сгорания, за исключением некоторых исключений, таких как прототипы, основанные на кулачках или подшипниках, из которых мы, несомненно, посвятим пост позже.
В этом случае камеры сгорания расположены радиально вокруг оси или точки, так что достигаются двигатели с формой резьбы. Позволяет включать большое количество поршней в небольшое пространство. Таким образом, получают короткие двигатели с коротким коленчатым валом, и, как мы уже говорили, все камеры ориентированы на одну точку, где расположен коленчатый вал, и именно там должны быть соединены все соединительные стержни разных. поршни.
Впускной клапан обеспечивает своевременное поступление рабочей смеси в цилиндр, а выпускной клапан - своевременный выпуск отработавших газов, которые больше не нужны. Клапаны работают в определенный момент времени движения поршня. Весь процесс превращения энергии от сгорания в механическую энергию называется рабочим циклом, состоящим из четырех тактов: впуск рабочей смеси, сжатие, рабочий ход и выпуск от-ра-бо-тав-ших газов. Отсюда и название - четырехтактный двигатель.
В то время как остальные связаны с последними, как мы видим на следующем рисунке. Ну, это не идеальное решение. Нам удалось объединить все стержни в одной точке. Но способ, которым мы это сделали, не является наиболее подходящим, поскольку в этом случае это не кривошипно-шатунный механизм, упомянутый выше, но это более сложный механизм, потому что когда они прикреплены к главному кривошипу, появятся повороты между различными элементами.
Из-за соединения вторичных шатунов с ведущим стержнем в указанной конфигурации появляется небольшая системная ошибка. Эта ошибка представляет собой разницу в движении между различными поршнями в зависимости от положения относительно ведущего штока. То есть, каждый поршень ведет себя по-другому.
Рассмотрим работу поршня по следующему рисунку.
Поршень в цилиндре совершает только возвратно-поступательные движения, то есть вверх-вниз. Это называется ходом поршня. Крайние точки, между которыми двигается поршень, называются мертвыми точками: верхняя (ВМТ) и нижняя (НМТ). Название «мертвая» идет от того, что в определенный момент, поршень, меняя направление на 180°, как бы «застывает» в нижнем или верхнем положении на тысячные доли секунды.
Причина заключается в следующем: основной стержень, как и встроенный двигатель, непосредственно прикреплен к шатуну, поэтому при вращении коленчатого вала этот союз будет иметь совершенно круговой ход вокруг главного вала коленчатого вала. Однако остальные шатуны не прикреплены непосредственно к коленчатому валу, но вместо этого они прикреплены к основному стержню. Благодаря этому соединению линия, выполненная указанными соединительными точками, не является круглой, а имеет овальную форму, более или менее уплощенную в соответствии с положением относительно ведущего стержня.
ВМТ находится на определенном расстоянии до верхней границы цилиндра. Эта область в цилиндре называется камерой сгорания. Область с ходом поршня носит название рабочего объема цилиндра. Это понятие вы, наверняка, слышали при перечислении ха-рак-те-рис-тик любого двигателя автомобиля. Ну а сумма рабочего объема и камеры сгорания об-ра-зу-ет полный объем цилиндра.
Это приводит к тому, что стержень поднимается более или менее по отношению к основному стержню. Таким образом, мы избегаем использования механизма вторичного шатунного шатуна. Избегайте проблемы, связанной с этим объединением. Эта ошибка может быть легче обнаружена путем сравнения движения двух разных стержней. В этом случае соединительный стержень 1, соответствующий основному стержню, сравнивается с шатуном 3.
Когда шатунные поворачивается на 90 ° по отношению к горизонтали, то есть, когда мастер стержень находится в вертикальном положении, расстояние между основанием шатуна и коленчатого вала совпадает с суммой расстояния шатун плюс длина рукоятки, в этом случае они составляют около 230 мм.
Соотношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется сте-пенью сжатия рабочей смеси. Это довольно важный показатель в устройстве двигателя автомобиля. Насколько сильно сжата смесь, настолько больше получается отдача при сго-ра-нии, которая преобразуется в механическую энергию.
С другой стороны, чрезмерное сжатие топливно-воздушной смеси приводит к ее взрыву, а не горению. Это явление носит название «детонация». Она ведет к потере мощности и разрушению или чрезмерному износу всего двигателя. Для избегания детонации двигателя современное топливное производство выпускает бензин, устойчивый к высокой степени сжатия. Каждый видел на АЗС надписи вроде АИ-92 или АИ-95. Цифра обозначает октановое число. Чем больше ее значение, тем больше устойчивость топлива к детонации, со-от-ветст-вен-но его можно применять с большей степенью сжатия.
Однако, когда коленчатый вал поворачивается под углом 80 °, принимая во внимание движения главного стержня, были бы предположить, что в данном случае, так как шатунный совмещен с ходом поршня 3, стержень 3 следует привести в соответствии с его маршрутом, Однако, как вы можете видеть на изображении, это не так.
Из-за вращение стержня 3 на главном стержне зазор между указанным суставом и получившаяся угол происходит, так что, если измеренное расстояние между основанием соединительного стержня не совпадает с выше, было бы ниже, около 43мм перед 230 мм. Эта ошибка на маршруте может привести к различным проблемам или изменениям в отношении ожидаемой работы двигателя. Кроме того, это усложняет контроль отверстий и затворов клапанов и скачок искры в свече зажигания. В этой распределительной системе клапаны размещаются в головке блока цилиндров, а распределительный вал - в блоке двигателя.
После рассмотрения работы поршня вернемся к рабочему циклу цилиндра. Рас-смот-рим схему работы двигателя автомобиля.
Первый такт , с чего начинается весь процесс – это впуск. Поршень находится в ВМТ. С началом его движения вниз открывается впускной клапан. Из-за возникающего вакуума, воздух или уже готовая рабочая смесь засасывается в цилиндр. В дизельном двигателе в этот момент впрыскивается топливо через форсунку. В момент достижения поршнем НМТ впуск-ной клапан полностью закрывается. Таким образом, полный объем цилиндра заполнен рабочей смесью, состоящей из паров топлива и воздуха. Первый такт завершен.
Однако в случае радиальных двигателей он имеет несколько модификаций. Распределительный вал заменяется парой дисков, расположенных непосредственно на валу коленчатого вала через подшипники или подшипники, так что передача не передается напрямую, а передается с помощью шестерни, так что может уменьшить соотношение скоростей между ними. Есть две пластины, одна для впускных клапанов, а другая для выхлопных газов, так что все клапаны того же типа регулируются одной и той же плитой, поэтому все они будут иметь одинаковый угол фаз между ними, Тогда, если из-за того, что форма соединения между вторичным стержнем и основным стержнем вызывает небольшое отставание, его можно интуитивно понять, что это не будет лучшей системой для его контроля.
Такт второй – сжатие. Перед воспламенением рабочей смеси и получения большей энергии от ее горения, саму смесь надо предельно сжать. Для этого создается полная герметичность внутреннего пространства цилиндра закрытием всех клапанов, а поршень движется вверх к ВМТ. При достижении верхней мертвой точки такт сжатия заканчивается в камере сгорания происходит воспламенение.
Наступает третий такт – рабочий ход поршня.
Напомним, что у бензиновых двигателей возгорание происходит через проскакивание искры в свечи зажигания. У дизельных ДВС воспламенение происходит самопроизвольно при достижении максимального давления. Клапаны по-прежнему закрыты. Огромная выс-во-бож-да-е-мая энергия от возгорания давит на поршень, заставляя его двигаться вниз. Этот ход поршня или такт и является ключевым в работе двигателя автомобиля. Только он дает энергию, которой хватает совершать остальные такты рабочего процесса и заставлять двигаться в целом весь автомобиль. Этому способствует находящийся маховик на конце коленчатого вала. Получая энергию от движения поршня через шатун, он обеспечивает вра-ще-ние вала для совершения трех остальных тактов рабочего цикла. Поэтому, если двигатель глохнет или не заводится - значит в цилиндре рабочая смесь по какой-то причине не воспламеняется. Из-за названия такта «рабочий ход поршня», остальные 1, 2 и 4 такты называют «холостыми», которые, по сути, и обеспечивают работу 3 такта.
По достижении НМТ при работе поршня процесс сгорания завершен, а полный объем цилиндра занят газами и остатками горения, которые нужно вытеснить наружу для начала нового цикла.
Начинается заключительный, четвертый такт - выпуск отработавших газов.
С началом движения поршня вверх открывается выпускной клапан. Газы под воз-дейст-ви-ем давления, создаваемым поршнем, выталкиваются через выпускной канал из цилиндра. К моменту достижения ВМТ при работе поршня, клапан закрывается. В этот момент рабочий цикл завершается и начинается новый.
На примере одноцилиндрового двигателя мы рассмотрели сам процесс получения энергии. Но для бесперебойной и равномерной работы любого двигателя одного такого цилиндра мало. Ведь из четырех тактов рабочий только один. В современных автомобилях, даже самых простых, двигатели имеют минимум 4-6 цилиндров, обычно 6-8, бывает и доходит до 12. И это число всегда четное.
Для полного понимания стоит взглянуть на рисунок, где представлена диаграмма ра-бо-ты двигателя автомобиля.
Здесь представлен классический вариант работы двигателя автомобиля с 4 цилиндрами. Они пронумерованы 1, 2, 3, 4 и под ними показано, когда в каждом цилиндре происходят такты рабочего цикла. Если рассмотреть внимательно - то видны две за-ко-но-мер-нос-ти.
Первая - по горизонтали: ни в одном цилиндре не происходит один и тот же такт одновременно с происходящими тактами в других цилиндрах. То есть 4 цилиндра – од-нов-ре-мен-но 4 разных такта.
Вторая закономерность. Смотрим слева направо и сверху вниз. Везде соблюдена очередность тактов: впуск-сжатие-рабочий ход-выпуск. Такая очередность работы ци-линд-ров обеспечивает равномерную работу двигателя автомобиля в целом. Чем больше цилиндров, тем стабильней работает ДВС, даже если какой-нибудь один из них не работает.
Но увеличение числа цилиндров ведет к повышению сложности устройства двигателя автомобиля, что тоже ведет к снижению эффективности. Поэтому самый оптимальный вариант устройства двигателя автомобиля - это 4-8 цилиндров.
На этом теория о получении механической энергии от энергоносителей закончена. В следующем разделе мы рассмотрим работу основных систем ДВС, обеспечивающих его непрерывный рабочий процесс.
Двигатель внутреннего сгорания в сочетании со всеми системами, механизмами и узлами, обеспечивающими его полноценную работу, называется силовой установкой. Сам ДВС состоит из двух механизмов, с одним из которых мы уже отчасти столкнулись в те-о-ре-ти-чес-кой части. Устройства этих механизмов нам с вами предстоит подробно рассмотреть в следующих главах. Это газораспределительный механизм и кривошипно-шатунный механизм . Кроме этого у двигателя есть 4 системы, без которых работа двигателя автомобиля просто невозможна. Это система питания двигателя, система охлаждения двигателя , система смазки двигателя и система зажигания двигателя.
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) - самый распространенный тип двигателя легкового автомобиля. Работа двигателя этого типа основана на свойстве газов расширяться при нагревании. Источником теплоты в двигателе является смесь топлива с воздухом (горючая смесь).
Двигатели внутреннего сгорания бывают двух типов: бензиновые и дизельные. В бензиновом двигателе горючая смесь (бензина с воздухом) воспламеняется внутри цилиндра от искры, образующейся на свече зажигания 3 (рис. 3). В дизельном двигателе горючая смесь (дизельного топлива с воздухом) воспламеняется от сжатия, а свечи зажигания не применяются. На обоих типах двигателей давление образующейся при сгорании горючей смеси газов повышается и передается на поршень 7. Поршень перемещается вниз и через шатун 8 действует на коленчатый вал 11, принуждая его вращаться. Для сглаживания рывков и более равномерного вращения коленчатого вала на его торце устанавливается массивный маховик 9.
Рис.3. Схема одноцилиндрового двигателя.
Рассмотрим основные понятия о ДВС и принцип его работы.
В каждом цилиндре 2 (рис. 4) установлен поршень 1. Крайнее верхнее его положение называется верхней мертвой точкой (ВМТ), крайнее нижнее - нижней мертвой точкой (НМТ). Расстояние, пройденное поршнем от одной мертвой точки до другой, называется ходом поршня. За один ход поршня коленчатый вал повернется на половину оборота.
Рис.4. Схема цилиндра
Камера сгорания (сжатия) - это пространство между головкой блока цилиндров и поршнем при его нахождении в ВМТ.
Рабочий объем цилиндра - пространство, освобождаемое поршнем при перемещении его из ВМТ в НМТ.
Рабочий объем двигател - это рабочий объем всех цилиндров двигателя. Его выражают в литрах, поэтому нередко называют литражом двигателя.
Полный объем цилиндра - сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.
Степень сжатия показывает, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания. Степень сжатия у бензинового двигателя равна 8...10, у изельного - 20... 30.
От степени сжатия следует отличать компрессию.
Компрессия - это давление в цилиндре в конце такта сжатия характеризует техническое состояние (степень изношенности) двигателя. Если компрессия больше или численно равна степени сжатия, состояние двигателя можно считать нормальным.
Мощность двигателя - величина, показывающая, какую работу двигатель совершает в единицу времени. Мощность измеряется в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л. с), при этом одна лошадиная сила приблизительно равна 0,74 кВт.
Крутящий момент двигателя численно равен произведению силы, действующей на поршень во время расширения газов в цилиндре, на плечо ее действия (радиус кривошипа - расстояние от оси коренной шейки до оси шатунной шейки коленчатого вала). Крутящий момент определяет силу тяги на колесах автомобиля: чем больше крутящий момент, тем лучше динамика разгона автомобиля.
Максимальные мощность и крутящий момент развиваются двигателем при определенных частотах вращения коленчатого вала (указаны в технической характеристике каждого автомобиля).
Такт - процесс (часть рабочего цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня. Двигатель, рабочий цикл которого происходит за четыре хода поршня, называют четырехтактным независимо от количества цилиндров.
Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя. Он протекает в одном цилиндре в такой последовательности (рис. 5):
Рис.5. Рабочий цикл четырехтактного двигателя
Рис.6. Схема работы четырехцилиндрового двигателя
1 -й такт - впуск. При движении поршня 3 вниз в цилиндре образуется разрежение, под действием которого через открытый впускной клапан 1 в цилиндр из системы питания поступает горючая смесь (смесь топлива с воздухом). Вместе с остаточными газами в цилиндре горючая смесь образует рабочую смесь и занимает полный объем цилиндра;
2-й такт - сжатие. Поршень под действием коленчатого вала и шатуна перемещается вверх. Оба клапана закрыты, и рабочая смесь сжимается до объема камеры сгорания;
3-й такт - рабочий ход, или расширение. В конце такта сжатия между электродами свечи зажигания возникает электрическая искра, которая воспламеняет рабочую смесь (в дизельном двигателе рабочая смесь самовоспламеняется). Под давлением расширяющихся газов поршень перемещается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал;
4-й такт - выпуск. Поршень перемещается вверх, и через открывшийся выпускной клапан 4 выходят наружу из цилиндра отработавшие газы.
При последующем ходе поршня вниз цилиндр вновь заполняется рабочей смесью, и цикл повторяется.
Как правило, двигатель имеет несколько цилиндров. На отечественных автомобилях обычно устанавливают четырехцилиндровые двигатели (на автомобилях «Ока» -двухцилиндровый). В многоцилиндровых двигателях такты работы цилиндров следуют друг за другом в определенной последовательности. Чередование рабочих ходов или одноименных тактов в цилиндрах многоцилиндровых двигателей в определенной последовательности называется порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров в четырехцилиндровом двигателе чаще всего принят I -3-4-2 или реже I -2-4-3, где цифры соответствуют номерам цилиндров, начиная с передней части двигателя. Схема на рис. 6 характеризует такты, происходящие в цилиндрах во время первого полуоборота коленчатого вала. Порядок работы двигателя необходимо знать для правильного присоединения проводов высокого напряжения к свечам при установке момента зажигания и для последовательности регулировки тепловых зазоров в клапанах.
В действительности любой реальный двигатель гораздо сложнее упрощенной схемы, представленной на рис. 3. Рассмотрим типовые элементы конструкции двигателя и принципы их работы.